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Lebensmittel und Digitalisierung – passt das zusammen? Aber ja doch. Begleitet uns auf einem Trip durch das »Internet der Lebensmittel«.

Wer sich näher mit Lebensmitteln beschäftigt, kommt schnell ins Grübeln – vor allem in Anbetracht der folgenden Fakten: So ernährt sich die Menschheit weltweit zu drei Viertel von nur zwölf Pflanzen- und fünf Tierarten. Bereits heute produzieren wir so viele Lebensmittel, dass sich damit zehn Milliarden Menschen ernähren ließen. Dennoch gilt jeder Neunte als unterernährt. Zum ersten Mal in der Geschichte sterben außerdem mehr Menschen an den Folgen schlechter Ernährung als an Hunger.

Gleichzeitig ist die globale Lebensmittelwirtschaft eine weitverzweigte, hochkomplexe, milliardenschwere Industrie. Von Bauernhöfen, über Wiesen und Äcker, Plantagen, Fischereibetriebe, Gewächshäuser und Schlachthöfe bis hin zu Supermärkten und dem Kiosk um die Ecke: Die Nahrungsmittel werden gepflanzt, geerntet, verarbeitet und anschließend transportiert, verpackt und über ein Handelsnetz verteilt, über alle fünf Kontinente hinweg. Bei jedem dieser Schritte spielen digitale Technologien eine wichtige Rolle.

Zwar wird es noch einige Jahre dauern, bis wir die Früchte einer vollständig digitalisierten Lebensmittelindustrie »ernten« können. Eins ist jedoch heute schon klar – die Entwicklung wird viele Vorteile mit sich bringen: eine höhere landwirtschaftliche Produktivität bei gleichzeitig besserer Umweltverträglichkeit, eine transparentere Lieferkette mit mehr Lebensmittelsicherheit und weniger Betrug. Intelligentere Verpackungen für eine verbesserte Logistik, eine längere Haltbarkeit der Lebensmittel, weniger Lebensmittelverschwendung sowie mehr Komfort durch neue Vertriebssysteme. Auch für die Ernährung der Weltbevölkerung, die bis 2050 voraussichtlich auf knapp zehn Milliarden Menschen anwächst, wird das sogenannte »Internet der Lebensmittel« eine entscheidende Rolle spielen.

Alte und neue Probleme

Spätestens seit 1798, als Thomas Malthus die Theorie aufstellte, dass die Weltbevölkerung schneller wächst als die weltweiten Vorräte an Lebensmitteln ausreichen, gilt das globale Bevölkerungswachstum als Antriebsfeder für Neuerungen in der weltweiten Lebensmitteltechnik: von der industriellen Revolution des ausgehenden 19. Jahrhunderts über neue, widerstandsfähigere Pflanzensorten, Kunstdünger und Agrochemikalien Mitte des 20. Jahrhunderts bis hin zu gentechnisch veränderten Organismen.

Auch heute ist die Lage problematisch. Die weltweite Nachfrage nach Lebensmitteln wird bis Mitte des Jahrhunderts um etwa 60 Prozent steigen. Außerdem werden immer mehr Menschen der Mittelschicht angehören. Die Folge: eine steigende Nachfrage nach energie- und nährstoffintensiven Nahrungsmitteln wie Fleisch, Eier und Milchprodukten.

Das derzeitige Bevölkerungswachstum spielt sich zudem vor dem Hintergrund des Klimawandels ab und ist mit kaum abschätzbaren Folgen für unser Ernährungssystem verbunden. So werden den Böden immer mehr Nährstoffe entzogen, was die weltweiten landwirtschaftlichen Erträge beeinträchtigt. Da unterirdische Wasserreserven in den Regionen mit Wasserknappheit austrocknen, sind auch unsere Grundwasserressourcen gefährdet. Die globalen Lebensmittelsysteme machen dabei selbst einen großen Teil des Problems aus. Sie sind nicht nur für 20 bis 30 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich, sondern auch für 70 Prozent der Süßwasserentnahmen.

Daten + Analytik = höhere Effizienz und höhere Erträge

Seit ihren Anfängen hat sich die Landwirtschaft durch Erfahrungen und Beobachtungen – durch mühsame Trial-and-Error-Verfahren – über unzählige Erntezeiten und Generationen hinweg weiterentwickelt. Als sich die Landwirtschaft zunächst zu einer Wissenschaft und dann zu einem Geschäftsmodell entwickelte, gewann der Fortschritt an Tempo. Wobei die steigenden Erträge an immer gefälligeren, gleichförmigeren Produkten oft für die mechanische Ernte und den menschlichen Verzehr optimiert wurden.

Auch die Methoden haben sich weiterentwickelt. Landwirtschaftliche Kalender, die sich an den Mondphasen orientieren, wurden durch rationalere, wissenschaftlich fundierte Methoden ausgetauscht. Die menschliche Arbeitskraft wurde, wo immer möglich, durch mechanisierte Verfahren ersetzt. So werden heute Sensoren, Hyperspektralkameras und Satellitenortungssysteme eingesetzt, um den Aufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Gleichzeitig tragen diese technischen Entwicklungen dazu bei, dass die Umwelt geschützt, Wasser eingespart und Pflanzen sowie Tiere, und damit der Verbraucher, weniger schädlichen Chemikalien ausgesetzt werden.

Der Einsatz von Sensoren und Daten sowie die Automatisierung haben auch die Tierhaltung verändert. Heutzutage verfügen »vernetzte Kühe« über Schrittzähler, Ortungshalsbänder zur Überwachung der Weidezeit und andere Sensoren, die am Euter, am Schwanz oder sogar im Magen angebracht sind. Die Digitalisierung und das damit mögliche »Precision Livestock Farming«, also die Verarbeitung und Analyse tierbezogener Daten, steigern nicht nur die Effizienz, sondern helfen auch dabei, die steigenden Qualitätsstandards einzuhalten.

Landwirte setzen zur Überwachung der Ernte über ihren Anbauflächen mittlerweile außerdem mit Hyperspektralkameras ausgestattete Drohnen ein. Mit Lösungen von Start-ups wie dem Schweizer Unternehmen Gamaya können Landwirte mithilfe von Aufnahmen der Kamera alle erdenklichen Informationen wie Pflanzenarten, Stressfaktoren, Wasserverbrauch und biochemische Werte gewinnen. Auf Grundlage dieser Daten optimieren sie den Einsatz von landwirtschaftlichen Betriebsmitteln, die im Anschluss wiederum mit Drohnen in nahezu chirurgischer Präzision über den Anbaugebieten ausgebracht werden.